پاورپوینت بررسی (Operating system)سیستم عامل

پاورپوینت بررسی (Operating system)  سیستم عامل در 27 اسلاید قابل ویرایش

پیرنیا

Operating system
سیستم عامل
3 واحد




بارم بندی درس :

3 نمره quiz
1 نمره تمرین
2 نمره تحقیق
1 نمره حضور
14 نمره پایان ترم



لیست مراجع درسOS

1- Modern Operating Systems, 2001 by Tanenbaum, Prentice-Hall

2- Operating Systems, Design And Implementation, second edition 1997, Andrew S. Tanenbaum,Woodhul

3- Operating Systems Internals
   2002 , 4th Edition, William Stalling

4- Oparating System Concepts, 2003, Silberschats





تعریف سیستم عامل:                                                                                                                         

سیستم عامل مجموعه ای از برنامه هاست كه یا به صورت software  یا به صورت firmware  پیاده سازی شده و سخت افزار را قابل استفاده می سازد.
سخت افزار “  قدرت پردازش خام “ را فراهم می كند سیستم عامل این قدرت را در دسترس كاربران قرار میدهد .
سیستم عامل همچنین سخت افزار را با دقت مدیریت میكند تا به كارایی (performance)خوب دست یابد.سیستم عامل اساسی ترین برنامه سیستمی است كه كنترل كلیه منابع سیستم را بر عهده دارد و زمینه ای (بستری) را فراهم میسازد كه برنامه های كاربران بر روی آن نوشته شود.                                                                                                                                       


 وظایف اصلی سیستم عامل :                                                                                                           
1-سیستم عامل به عنوان مدیر منابع(مدیریت منابع)    resource management           
2-سیستم عامل به عنوان یك ماشین توسعه یافته یا مجازیextended (virtual)machine    




 شرح هر یك از وظایف:                                                                                                            
1 - سیستم عامل به عنوان مدیر منابع                                                                                            
تعریف منبع (( resource:
(ـ) هر یك از قطعات سخت افزاری مانند پردازنده ها  ، حافظه، زمان سنج،دیسكها ،ماوس،
واسط شبكه(NIC)، چاپگر و... یك منبع (سخت افزاری)هستند.
(ـ) فایلها ،ركوردهای پایگاه داده ها هر كدام یك منبع (نرم افزاری) هستند.
 سخت افزاری
لذا  منبع (resource) به دو دسته  تقسیم می شود  
 نرم افزاری



دریك سیستم عامل چند كار بره ، مدیریت و حفاظت حافظه ، دستگاههای ورودی/ خروجی و دیگر منابع بسیار اهمیت دارد ، زیرا در غیر اینصورت كاربران ممكن است با یكدیگر تداخل كاری پیدا كنند(به عنوان مثال سه كاربر كه در یك شبكه همزمان روی پرینتر خروجی می فرستند.) 






تاریخچه سیستمهای عامل (os history)

اولین   digital / computer توسط (1792-1871) Charles Babbage  طراحی شد.            
کامپیوتری که او ساخت موتور  تحلیلی  (Analytical Engine) نام داشت . اگر چه بانج بیشتر عمر و ثروت خود را صرف ساختن موتور تحلیلی کرد ولی به نتیجه  دلخواه و مطلوب خود نرسید زیرا او فقط از مکانیک
 محض استفاده می کرد .
 و فن آوری آن دوران امکان تولید چرخها و چرخ دنده هایی با دقت و ظرافت مورد نیاز وی را نداشت .
   




نسل اول _(55-1945) : لامپهای خلا و تخته مدارهای سوراخدار

در دهه 40 کامپیوترهایی  با استفاده از لامپهای خلا بوجود آمد.                                                                                                      
اندازه این ماشینها بسیار بزرگ بود و به همراه دهها هزار لامپ خلا داخل اتاقها را پر می کرد ، اما از ارزانترین کامپیوترهای شخصی امروزی کندتر کارمی کرد.

  - کلیه عملیات به زبان ماشین بود( زبانهای برنامه سازی شناخته شده بود)                                                                                                                                                                                 

     - نسل بدون سیستم عامل ( هیچ کس نامی از سیستم عامل نشنیده بود)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             - برنامه نویس برای کار با ماشین ابتدا وقت رزرو میکرد  ، سپس سروقت معین به اتاق ماشین وارد می شد
 
 و تخته مدار سوراخدار خود را در ماشین قرار می داد و ساعاتی را منتظر می ماند به این امید که هیچ یک از چند هزار   (مثلا 2000 ) لامپ خلا در طی اجرای برنامه نسوزد.                                                               
- برنامه ها برای محاسبات عددی معمولی مانند تهیه جداول                                                                     
- یک عده از مردم تمامی مراحل طراحی ساخت برنامه نویسی استفاده و نگهداری یک ماشین را بر عهده داشتند                                                                                                                                                     





نسل دوم :( 65-1955) ترانزیستور و سیستمهای batch

ظهور ترانزیستور در اواسط دهه 1950 یک انقلاب بنیادین بود حجم کامپیوترها کوچک شد و قابلیت اطمینان آنها بالا رفت لذا سازندگان می توانستند کامپیوترها را تولید کرده و به مشتریها بفروشند.- متخصصین طراحی ساخت برنامه نویسی،  تعمیر و نگهداری و اپراتوری از یکدیگر تفکیک شدند.- هزینه این ماشینها حدود چند میلیون دلار بود.برای اجرای یک job(کار) ( مثلا یک برنامه یا یک مجموعه از برنامه ها ) یک برنامه نویس خود را برروی یک کاغذ می نوشت ( به زبان فرترن یا اسمبلی ) سپس آنرا بروی smart card ( کارتهای منگنه )punch می کرد و یک دسته کارت را به اتاق كامپیوتر  می آورد و به یکی از اپراتورها تحویل می داد.
وقتی کامپیوتر کار در حال اجرا را به اتمام می رساند یک اپراتور به سمت چاپگر می رفت و کاغذهای خروجی برنامه  را جدا و به اتاق خروجی منتقل میکرد تا بعدا برنامه نویس آنها را بردارد سپس او یکی دیگر از دسته کارتها را ا ز اتاق ورودی آورده و در دستگاه کارت خوان قرار می داد و در صورتی که برنامه به مترجمfortran نیاز داشت وی دسته کارت مترجم فرترن را نیز داخل کمد فایلها برداشته و در دستگاه کارتخوان قرار می داد. هنگامیکه اپراتورها برای انجام این کارها در اتاق ماشین راه می رفتند مدت زیادی از وقت کامپیوتر تلف می شد.راه حلی که برای کاستن زمان تلف شده بوجود آمد: سیستمهای دسته ای (batch) بود. یک سبد پر از دسته کارتها در اتاق ورودی جمع آوری شود سپس کلیه آنها به وسیله دستگاه کارتخوان ( یک کامپیوتر کوچک و نسبتا ارزان مانند IBM1401) خوانده شده و از طریق یک Tape drive برروی یک
Magnetic tape ذخیره گردد. این کامپیوترها به عنوان کامپیوترهای ورودی / خروجی استفاده می شدند یعنی برای خواندن کارتها کار باtapedrive ها و جاپ خروجی ها مناسب بودند اما برای محاسبات عددی مناسب نبودند یک کامپیوتر گرانقیمت مانند  برای پردازش و محاسبات واقعی استفاده می شد .





سیستمهای اشتراك ز مانی time sharing) (

این سیستمها دارای  تكنیك multi programming  هستند ولی می توانند به كاربران    online پاسخ دهند هر كاربر یك ترمینال بر خط (online)  در اختیار دارد .
در این سیستمها ،كامپیوتر قادر است كه به تعدادی از كاربران  online در كنار یكدیگر سرویس دهد وقتی در مواقعی كهcpu بیكار می ماند ، كارهای دسته ای بزرگ را در background  به اجرا در آورد.
CTSS اولین سیستم اشتراك زمانی بود كه دانشگاه  M . I. T آنرا بوجود آورد .
(ـ) Multics  محصولی از دانشگاه General E lectric Bell Labs , MIT
مخفف MULTIPLEXED INFORMATION AND COMPUTING SERVICE
(ـ) UNIX توسط KEN THEMPSON بر روی یك كامپیوتر كوچك PDP-7بوجود امد.
(ـ) POSIX (استاندارد IEEE برای UNIX) حداقل واسط فراخوان سیستمی كه سیستمهای  UNIX
باید آنرا پشتیبانی نمایند.






تفاوتهای سیستم عامل شبكهای و سیستم عامل توزیع شده :    
   DISTRIBUTED VERSUSNETWORK OS

در یك سیستم عامل شبكه ، كاربران از وجود ماشینهای مختلف در شبكه آگا هند و می توانند به یك یا چند
REMOTE COMPUTER   وصل نما یید و فایلهای یك ماشین را روی ماشین دیگر كپی كنند هر ماشین سیستم عامل  Local خودش را اجراء می كند . یك سیستم عامل شبكه ، ساختاری مانند یك سیستم عامل تك كاربره را دارد كه بخش مربوط به راهبری  NIC و برنامه های ورود به سیستم از راه دور و دسترسیRemote به فایلها به ان اضافه شده است .

اما در سیستم عامل توزیع شده :
كاربران از این امر اگاه نیستند كه در برنامه شان در كجا به اجراء در می آید (در كامپیوتر local یا یك یا چند كامپیوتر remote ) و یا فایلهای انها در كجا قرار دارند كه خاصیت transparency  نام دارد 0
هر چیزی را با نام آن مشخص میكنیم ونیاز به دانستن اینكه كجا قرار دارد نداریم .
اغلب سیستمهای توزیع شده به برنامه های كاربردی اجازه میدهند كه در یك زمان بر روی چندین پردازنده (بطور موازی) به اجراء در آید.

مثالهایی از  D-OSES  :  AMOEBA